高一物理同步测试—动量和能力综合运用

1 高一物理同步测试高一物理同步测试 动量和能力综合运用动量和能力综合运用 YCY 一 选择题 每题 3 分 共 36 分 1 一个质量为 0 3kg 的弹性小球 在光滑水平面上以 6m s 的速度垂直撞到墙上 碰撞后小 球沿相反方向运动 反弹后的速度大小与碰撞前相同 则碰撞前后小球速度变化量的 大小 v 和碰撞过程中墙对小球做功的大小 W 为 A v 0 B v 12m s C W 0 D W 10 8J 2 如图 1 所示的装置中 木块 B C 与水平桌面间的接触是 光滑的 子弹 A 沿水平方向射入木块后留在木块内 并 将弹簧压缩到最短 现将子弹 木块 B C 和弹簧合在一 起作为研究对象 系统 则此系统在从子弹开始射入木 块到弹簧压缩至最短的整个过程中 A 动量守恒 机械能守恒 B 动量不守恒 机械能不守恒 C 动量守恒 机械能不守恒 D 动量不守恒 机械能守恒 3 如图 2 所示 与轻弹簧相连的物体 A 停放在光滑的水平面 上 物体 B 沿水平方向向右运动 跟与 A 相连的轻弹簧 相碰 在 B 跟弹簧相碰后 对于 A B 和轻弹簧组成的 系统 下列说法中正确的是 A 弹簧压缩量最大时 A B 的速度相同 B 弹簧压缩量最大时 A B 的动能之和最小 C 弹簧被压缩的过程中系统的总动量不断减小 D 物体 A 的速度最大时 弹簧的弹性势能为零 4 在光滑水平面上 动能为 E0 动量的大小为 p0的小钢球 1 与静止小钢球 2 发生碰撞 碰 撞前后球 1 的运动方向相反 将碰撞后球 1 的动能和动量的大小分别记为 E1 p1 球 2 的动能和动量的大小分别记为 E2 p2 则必有 E1 E0 p1 p0 E2 E0 p2 p0 A B C D 5 一粒钢珠从静止状态开始自由下落 然后陷入泥潭中 若把在空中下落的过程称为过程 进入泥潭直到停住的过程称为过程 则 A 过程 中钢珠动量的改变量等于重力的冲量 B 过程 中阻力的冲量大小等于过程 中重力冲量的大小 C 过程 中钢珠克服阻力所做的功等于过程 与过程 中所减少的重力势能之和 D 过程 中损失的机械能等于过程 中所增加的动能 6 汽车拖着拖车在平直公路上匀速行驶 拖车突然与汽车脱钩 设汽车牵引力 汽车和拖 车所受的阻力都保持不变 在拖车停止前 汽车和拖车有 它们的总动能将增大 它们的总动能保持不变 它们的总动量将增大 它们的总动量保持不变 A B C D v A BB A 图 2 图 1 2 7 如图 3 所示 水平地面上 O 点的正上方竖直自由下落一 个物体 m 中途炸成 a b 两块 它们同时落到地面 分 别落在 A 点和 B 点 且 OA OB 若爆炸时间极短 空 气阻力不计 则 A 落地时 a 的速率大于 b 的速率 B 落地时在数值上 a 的动量大于 b 的动量 C 爆炸时 a 的动量增加量数值大于 b 的增加量数值 D 爆炸过程中 a 增加的动能大于 b 增加的动能 8 两块小木块 A 和 B 中间夹着一轻质弹簧 用细线捆在一 起 放在光滑的水平台面上 将细线烧断 木块 A B 被 弹簧弹出 最后落在水平地面上 落地点与平台边缘的水 平距离分别为 lA 1 m lB 2 m 如图 4 所示 则下列说法 正确的是 A 木块 A B 离开弹簧时的速度大小之比 vA vB 1 2 B 木块 A B 的质量之比 mA mB 2 1 C 木块 A B 离开弹簧时的动能之比 EA EB 1 2 D 弹簧对木块 A B 的冲量大小之比 IA IB 1 2 9 如图 5 所示 小球 A 和小球 B 质量相同 球 B 置于光滑水平面上 当球 A 从高为 h 处由静止摆下 到达最低点恰好与 B 相碰 并 粘合在一起继续摆动 它们能上升的最大高度是 A hB h C hD h 2 1 4 1 8 1 10 一轻质弹簧 上端悬挂于天花板 下端系一质量为 M 的平板 处在平衡状态 一质量为 m 的均匀环套在弹簧外 与平板的距 离为 h 如图 6 所示 让环自由下落 撞击平板 已知碰后环 与板以相同的速度向下运动 使弹簧伸长 若碰撞时间极短 则碰撞过程中环与板的总动量守恒 若碰撞时间极短 则碰撞过程中环与板的总机械能守恒 环撞击板后 板的新平衡位置与 h 的大小无关 在碰后板和环一起下落的过程中 它们减小的动能等于克服 弹簧弹力所做的功 以下 4 种说法中完全正确的是 A B C D 11 两球 A B 在光滑水平面上沿同一直线 同一方向运动 mA 1 kg mB 2 kg vA 6 m s vB 2 m s 当 A 追上 B 并发生碰撞后 两球 A B 速度的可能值是 A vA 5 m s vB 2 5 m s B vA 2 m s vB 4 m s C vA 4 m s vB 7 m s D vA 7 m s vB 1 5 m s 图 6 图 3 图 4 图5 3 12 在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球 A B 质量都为 m 现 B 球静止 A 球向 B 球运动 发生正碰 已知碰撞过程中总机械能守恒 两球压缩最紧时的弹性势能为 EP 则碰前 A 球的速度等于 A B C 2 D 2 m EP m EP2 m EP2 m EP2 二 填空题 每题 6 分 共 24 分 13 甲 乙 丙三物体的质量之比为 m甲 m乙 m丙 1 2 3 它们沿水平面以一定的初 速度在摩擦力的作用下减速滑行到停下来 滑行距离分别为 s甲 s乙 s丙 若它们与 水平面间的动摩擦因数相同 初动能相同 则 s甲 s乙 s丙 若它们所受 的摩擦力相同 初动能相同 则 s甲 s乙 s丙 14 光滑的水平面上 用弹簧相连的质量均为 2kg 的 A B 两物块都以 6m s 的速度向右运动 弹簧处于 原长 质量为 4kg 的物块 C 静止在前方 如图 7 所 示 B 与 C 碰撞后二者粘在一起运动 在以后的运 动中 当弹簧的弹性势能达到最大为 J 时 物块 A 的速度是 m s 15 如图 8 所示 长木板 ab 的 b 端固定一档板 木板连同 档板的质量为 M 4 0kg a b 间距离 s 2 0m 木板位 于光滑水平面上 在木板 a 端有一小物块 其质量 m 1 0kg 小物块与木板间的动摩擦因数 10 0 它们都处于静止状态 现令小物块以初速m s0 4 0 v 沿木板向前滑动 直到和档板相撞 碰撞后 小物块恰好回到 a 端而不脱离木板 则 碰撞过程中损失的机械能为 16 有一炮竖直向上发射炮弹 炮弹的质量为 M 6 0 kg 内含炸药的质量可以忽略不计 射出的初速度 v0 60 m s 当炮弹到达最高点时爆炸分裂为沿水平方向运动的两片 其中 一片质量为 m 4 0 kg 现要求这一片不能落到以发射点为圆心 以 R 600 m 为半径的圆 周范围内 则刚爆炸完时两弹片的总动能至少为 g 10 m s2 忽略空气阻 力 三 计算题 共 40 分 17 10 分 图 9 中 轻弹簧的一端固定 另一端与滑块 B 相连 B 静止在水平导轨上 弹 簧处在原长状态 另一质量与 B 相同滑块 A 从导轨上的 P 点以某一初速度向 B 滑行 当 A 滑过距离时 与 B 相碰 碰撞时间极 1 l 图 7 4 短 碰后 A B 紧贴在一起运动 但互不粘连 已知最后 A 恰好返回出发点 P 并停止 滑块 A 和 B 与导轨的滑动摩擦因数都为 运动过程中弹簧最大形变量为 求 A 从 2 l P 出发时的初速度 0 v 18 10 分 A B 两个矩形木块用轻弹簧相连接 弹簧的劲度系数为 k 木块 A 的质量为 m 木块 B 的质量为 2m 将它们竖直叠放在水平地面上 如图 10 所示 1 用力将木块 A 缓慢地竖直向上提起 木块 A 向上提起多大高度时 木块 B 将离开 水平地面 2 如果将另一块质量为 m 的物块 C 从距木块 A 高 H 处自由 落下 C 与 A 相碰后 立即与 A 粘在一起 不再分开 再将弹簧 压缩 此后 A C 向上弹起 最终能使木块 B 刚好离开地面 如果木块 C 的质量减为 要使木块 B 不离开水平地面 那么 2 m 木块 C 自由落下的高度 h 距 A 不能超过多少 19 10 分 如图 11 所示 滑块 A B 的质量分别为 m1与 m2 m1 m2 由轻质弹簧相连接 置于水平的气垫导轨上 用一 轻绳把两滑块拉至最近 使弹簧处于最大压缩状态后绑紧 两滑块一起以恒定的速度 v0 向右滑动 突然 轻绳断开 当弹簧伸长至本身的自然 长度时 滑块 A 的速度正好为零 问在以后的运动 过程中 滑块 B 是否会有速度等于零的时刻 试通 过定量分析 证明你的结论 20 10 分 柴油打桩机的重锤由气缸 活塞等若干部 件组成 气缸与活塞间有柴油与空气的混合物 在 重锤与桩碰撞的过程中 通过压缩使混合物燃烧 产生高温高压气体 从而使桩向下运动 锤向上运 动 现把柴油打桩机和打桩过程简化如下 柴油打桩机重锤的质量为 m 锤在桩帽以上高度为 h 处 如图 12 1 从静止开始沿竖直轨道自由落下 打在质量为 M 包括桩帽 的钢筋混凝土桩上 同时 柴油燃烧 产生猛烈推力 锤和桩分离 这一过程的时 间极短 随后 桩在泥土中向下移动一距离 l 已知锤 反跳后到达最高点时 锤与已停下的桩帽之间的距离也 为 h 如图 12 2 已知 m 1 0 103kg M 2 0 103kg h 2 0m l 0 20m 重力加速度 g 10m s2 混合物的质量不计 设桩向下 移动的过程中泥土对桩的作用力 F 是恒力 求此力的大小 锤 m 锤 m 桩 M 桩 M h h 反跳后的 最高位置 l 桩帽 泥土 图 12 1图 12 2 C A B H 图 10 图 11 5 2004 2005 学学年年度度下下学学期期 高高中中学学生生学学科科素素质质训训练练 高一物理同步测试 高一物理同步测试 9 动量和能力综合运用参考答案动量和能力综合运用参考答案 题号123456789101112 答案BCCABDCACBADABCCCBC 6 B 设汽车的牵引力为 F 汽车和拖车所受的阻力分别为 Ff1和 Ff2 则 F Ff1 Ff2 拖车与汽车脱钩后 在拖车停止运动前 因为 F Ff1 Ff2都未变 故汽车和拖车组成的系统的总动量保持不变 而汽车做加速 运动 拖车做减速运动 所以汽车的位移将大于拖车的位移 这样 W合 F Ff1 s汽 Ff2s拖 0 即汽车 和拖车系统的总动能将增大 11 B 这是一道同向追击碰撞问题 在分析时应注意考虑三个方面的问题 动量是否守恒 机械能 是否增大 是否符合实际物理情景 针对这三点 要逐一验证 12 C 设碰前 A 球速度为 v0 据动量守恒有 mv0 2mv 则压缩最紧 相同速度时 时的速度 v 据系统的总机械能守恒有 mv02 2m 2 Ep 解得 v0 2 2 0 v 2 1 2 1 2 0 v m Ep 13 6 3 2 1 1 1 14 12 3 15 2 4J 16 6 0 104 J 17 令 A B 质量皆为 m A 刚接触 B 时速度为 碰前 由功能关系 有 1 v A B碰撞过程中动量守恒 令碰后A B共同运动的速度为有 1 2 1 2 0 2 1 2 1 mglmvmv 2 v 碰后A B先一起向左运动 接着A B一起被弹回 在弹簧恢复到原长时 设 21 2mvmv A B的共同速度为 在这过程中 弹簧势能始末两态都为零 利用功能关系 有 3 v 此后A B开始分离 A单独向右滑到 P 点停下 由功 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 3 2 2 lgmvmvm 能关系有 由以上各式 解得 1 2 3 2 1 mglmv 1610 210 llgv 18 1 A B 用轻弹簧相连接 竖直放置时 弹簧被压缩 由 A 受重力和弹力平衡得弹簧压缩量 A 提起到 B 将要离开水平地面时 弹簧伸长 因是缓慢提起 故由 B 所受重力和弹力平衡得 k mg x 1 6 弹簧伸长量 所以 A 向上提起的高度为 k mg x 2 2 k mg xx 3 21 2 C 自由落下到与 A 相碰前的速度为 gHv2 C 与 A 相碰后一起向下运动的初速设为 v1 在竖直方向近似满足动量守恒 有 mv m m v1 C 与 A 具有动能为 mgHvmm 2 1 2 1 2 1 C 和 A 将弹簧压缩后 再伸长 到 B 刚好离开地面 这个过程中 A 和 C 上升了 重力势能 21 xx 增加 弹簧的弹性势能增加量设为 Ep 有 2 21 xxmg EpxxmgmgH 2 2 1 21 若 C 的质量变为 称为物块 D 物块 D 从距物块 A 高 h 处自由落下 将使 B 刚好能离开水平地 2 m 面 这时物块 D 自由落下与 A 相碰后具有的动能为 D 与 A 上升 x1 x2 距离时 速度刚好为零 mgh 6 1 则有 Epxxmgmgh 2 3 6 1 21 解得 3 3 k mg Hh 要使 B 不离开地面 D 物块下落的高度应不大于 即 3 3 k mg Hh 19 当弹簧处于压缩状态时 系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和 当弹簧伸长